JP2020053870A - 通信装置、制御装置及び通信システム - Google Patents
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Abstract
Description
1.構成例
1.1.システム構成の一例
1.2.基地局の構成例
1.3.端末装置の構成例
2.V2X通信
3.サイドリンクへのリソースの割り当て方式
4.NRのフレーム構成
5.リソースグリッド
6.スロットフォーマット
7.Numerologyとフレーム構成に応じたセンシング単位の変更
8.LTE V2XとNR V2Xの共存
9.応用例
9.1.基地局に関する応用例
9.2.端末装置に関する応用例
10.まとめ
<1.1.システム構成の一例>
まず、図1を参照して、本開示の一実施形態に係るシステム1の概略的な構成の一例について説明する。図1は、本開示の一実施形態に係るシステム1の概略的な構成の一例について説明するための説明図である。図1に示すように、システム1は、無線通信装置100と、端末装置200とを含む。ここでは、端末装置200は、ユーザとも呼ばれる。当該ユーザは、UEとも呼ばれ得る。無線通信装置100Cは、UE−Relayとも呼ばれる。ここでのUEは、LTE又はLTE−Aにおいて定義されているUEであってもよく、UE−Relayは、3GPPで議論されているProse UE to Network Relayであってもよく、より一般的に通信機器を意味してもよい。
無線通信装置100は、配下の装置に無線通信サービスを提供する装置である。例えば、無線通信装置100Aは、セルラーシステム(又は移動体通信システム)の基地局である。基地局100Aは、基地局100Aのセル10Aの内部に位置する装置(例えば、端末装置200A)との無線通信を行う。例えば、基地局100Aは、端末装置200Aへのダウンリンク信号を送信し、端末装置200Aからのアップリンク信号を受信する。
端末装置200は、セルラーシステム(又は移動体通信システム)において通信可能である。端末装置200は、セルラーシステムの無線通信装置(例えば、基地局100A、マスタデバイス100B又は100C)との無線通信を行う。例えば、端末装置200Aは、基地局100Aからのダウンリンク信号を受信し、基地局100Aへのアップリンク信号を送信する。
以上、システム1の概略的な構成を示したが、本技術は図1に示した例に限定されない。例えば、システム1の構成として、マスタデバイスを含まない構成、SCE(Small Cell Enhancement)、HetNet(Heterogeneous Network)、MTCネットワーク等が採用され得る。またシステム1の構成の、他の一例として、マスタデバイスがスモールセルに接続し、スモールセルの配下でセルを構築してもよい。
次いで、図2を参照して、本開示の一実施形態に係る基地局100の構成を説明する。図2は、本開示の一実施形態に係る基地局100の構成の一例を示すブロック図である。図2を参照すると、基地局100は、アンテナ部110と、無線通信部120と、ネットワーク通信部130と、記憶部140と、制御部150とを含む。
アンテナ部110は、無線通信部120により出力される信号を電波として空間に放射する。また、アンテナ部110は、空間の電波を信号に変換し、当該信号を無線通信部120へ出力する。
無線通信部120は、信号を送受信する。例えば、無線通信部120は、端末装置へのダウンリンク信号を送信し、端末装置からのアップリンク信号を受信する。
ネットワーク通信部130は、情報を送受信する。例えば、ネットワーク通信部130は、他のノードへの情報を送信し、他のノードからの情報を受信する。例えば、上記他のノードは、他の基地局及びコアネットワークノードを含む。
記憶部140は、基地局100の動作のためのプログラム及び様々なデータを一時的に又は恒久的に記憶する。
制御部150は、基地局100の様々な機能を提供する。制御部150は、通信制御部151と、情報取得部153と、通知部155とを含む。なお、制御部150は、これらの構成要素以外の他の構成要素をさらに含み得る。即ち、制御部150は、これらの構成要素の動作以外の動作も行い得る。
次に、図3を参照して、本開示の実施形態に係る端末装置200の構成の一例を説明する。図3は、本開示の実施形態に係る端末装置200の構成の一例を示すブロック図である。図3に示すように、端末装置200は、アンテナ部210と、無線通信部220と、記憶部230と、制御部240とを含む。
アンテナ部210は、無線通信部220により出力される信号を電波として空間に放射する。また、アンテナ部210は、空間の電波を信号に変換し、当該信号を無線通信部220へ出力する。
無線通信部220は、信号を送受信する。例えば、無線通信部220は、基地局からのダウンリンク信号を受信し、基地局へのアップリンク信号を送信する。
記憶部230は、端末装置200の動作のためのプログラム及び様々なデータを一時的に又は恒久的に記憶する。
制御部240は、端末装置200の様々な機能を提供する。例えば、制御部240は、通信制御部241と、情報取得部243と、通知部247とを含む。なお、制御部240は、これらの構成要素以外の他の構成要素をさらに含み得る。即ち、制御部240は、これらの構成要素の動作以外の動作も行い得る。
続いて、V2X通信について概要を説明する。V2X通信とは、Vehicle to X通信の略であり、車と“何か”が通信を行うシステムである。例えば、図4は、V2X通信の概要について示した図である。ここでの“何か”の例としては、例えば、図4に示すように、車両(Vehicle)、設備(Infrastructure)、ネットワーク(Network)、及び歩行者(Pedestrian)等が挙げられる(V2V、V2I、V2N、及びV2P)。
また、図5は、V2X通信の全体像の一例について説明するための説明図である。図5に示す例では、クラウドサーバとしてV2Xのアプリケーションサーバ(APPサーバ)が保有され、当該アプリケーションサーバにより、コアネットワーク側でV2X通信の制御が実施される。基地局は、端末装置とのUuリンクの通信を行う一方で、V2V通信やV2P通信等の直接通信の通信制御を実施する。また、基地局の他に、路肩のインフラストラクチャ(Infrastructure)としてRSU(Road Side Unit)が配置される。RSUとしては、基地局型のRSUと、UE型のRSUと、の二つが考えられる。RSUにおいてはV2Xアプリケーション(V2X APP)の提供やデータリレー等のサポートが行われる。
自動車向けの無線通信としては、これまで主に、802.11pベースのDSRC(Dedicated Short Range Communication)の開発が進められてきたが、近年になり、LTEベースの車載通信である“LTE-based V2X(LTEベースのV2X通信)”の標準規格化が行われた。LTEベースのV2X通信では、基本的なセーフティメッセージ等のやり取りなどがサポートされている。一方で、さらなるV2X通信の改善をめざし、近年5G技術(NR:New Radio)を用いたNR V2X通信の検討が行われている。例えば、図6は、V2X通信のユースケースの一例を示した図である。
複数の車両が隊列となり、同じ方向に走行する、隊列走行のユースケースであり、隊列走行を主導する車と他の車との間で隊列走行を制御するための情報のやり取りが行われる。これらの情報のやりとりにより、例えば、隊列走行の車間距離をより詰めることが可能となる。
センサ関連の情報(データ処理前のRawデータや、処理後のデータ)を車車間等において交換可能とするユースケースである。センサ情報は、ローカルセンサ、ライブビデオイメージ(例えば、周辺の車両、RSU、及び歩行者との間のライブビデオイメージ)、及びV2Xアプリケーションサーバ等を通して集められる。車両はこれらの情報交換により、自身のセンサ情報では得られない情報を入手することが可能となり、より広範囲の環境を認知/認識することが可能となる。なお、本ユースケースでは、多くの情報を交換する必要があるため、通信には高いデータレートが求められる。
準自動走行や、完全自動走行を可能とするユースケースである。本ユースケースでは、RSUが自身のセンサ等から得られた認知/認識情報を周辺車両へとシェアすることで、それぞれの車両が、軌道や操作を他の車両と同期、協調しながら調整することができる。また、それぞれの車両は、ドライビングの意図や意思を周辺車両とシェアすることも可能となる。
遠隔操縦者やV2Xアプリケーションに遠隔操縦させるユースケースである。遠隔操作は、運転を行うことが困難な人に替わって他者が運転を行う場合や、危険地域での車両の操作等に用いられる。ルートや走行する道がある程度決まっているような公共交通機関に対しては、例えば、クラウドコンピューティングベースの操縦を適用することも可能である。本ユースケースでは、高い信頼性と低い伝送遅延が通信に求められる。
上述した要求事項を達成するためには、LTE V2Xから物理レイヤのさらなるエンハンスメントが必要となる。対象となるリンクは、UuリンクやPC5リンク(サイドリンク)が挙げられる。Uuリンクは、基地局やRSU(Road Side Unit)等のインフラストラクチャと、端末装置との間のリンクである。また、PC5リンク(サイドリンク)は、端末装置間のリンクである。主なエンハンスメントのポイントを以下に示す。
・チャネルフォーマット
・サイドリンクフィードバック通信
・サイドリンクリソース割り当て方式
・車両位置情報推定技術
・端末間リレー通信
・ユニキャスト通信、マルチキャスト通信のサポート
・マルチキャリア通信、キャリアアグリゲーション
・MIMO/ビームフォーミング
・高周波周波数対応(例: 6GHz以上)
以下に、V2Xの通信オペレーションシナリオの一例について述べる。V2N通信においては、基地局−端末装置間のDL/UL通信のみでシンプルであった。これに対して、V2V通信では、多様な通信経路が考えられる。以降では、主にV2V通信の例に着目して、各シナリオの説明を行うが、V2PやV2Iについても同様の通信オペレーションを適用可能である。なお、V2PやV2Iにおいては、通信先がPedestrianやRSUとなる。
本実施形態では、NR V2X通信におけるV2V通信リンクのリソース割り当て方式にフォーカスする。LTEのサイドリンクコントロールチャネル(PSCCH:Physical Sidelink Control Channel)とデータチャネル(PSSCH:Physical Sidelink Shared Channel)においては、LTEの無線フレーム(radio frame)が使われている。NR V2Xは異なるサービスタイプをサポート、例えば一台の車に対して、高速大容量通信(eMBB)も低遅延高信頼(URLLC)通信も行う場合がある。特に、URLLC通信を行う時、LTEのフレーム構成を使うと、ultra-latencyの要求に満たせない可能性があるため、NRのnumerologyとフレーム構成を使用した方がよいと考えられる。つまり、NR V2Xにおいては、異なるサービスの要求を満たせるように、NRのnumerologyとフレーム構成をNRのサイドリンクに使うことが望ましい。
図14を参照して、Mode4リソース割り当ての概要について説明する。図14は、Mode4リソース割り当てに基づき端末装置がパケットを送信する場合の動作タイムラインの一例について説明するための説明図である。図14に示すように、パケットを送信する端末装置は、まず、当該パケットの送信に利用するリソースをリソースプール内から発見するためにセンシングを行う。次いで、端末装置は、当該センシングの結果に基づき、当該リソースプール内からのリソースの選択を行う。そして、端末装置は、選択したリソースを利用してパケットの送信を行う。また、このとき端末装置は、必要に応じて、以降におけるパケットの送信に利用するリソースの予約を行う。
続いて、NRのフレーム構成を述べる。図18は、NRのフレーム構成の一例を示す説明図である。10msで構成される無線フレーム(radio frame)のそれぞれは2つのハーフフレームから構成される。ハーフフレームの時間間隔は、5msである。ハーフフレームのそれぞれは、5つのサブフレームから構成される。サブフレームの時間間隔は、1msである。さらに、1つのサブフレームは、1つ以上のスロットで構成される。スロットの時間間隔は、ヌメロロジー(numerology、OFDMヌメロロジー)によって異なる。ヌメロロジーは、サブキャリア間隔(subcarrier spacing:SCS)およびサイクリックプレフィックス(Cyclic Prefix:CP)の組み合わせによって規定される。本実施形態でサポートされるサブキャリア間隔は15kHzを基準とした2のべき乗倍で規定される。具体的には、サブキャリア間隔は、15kHz、30kHz、60kHz、120kHz、および240kHzがサポートされる。スロットの時間間隔は、15kHzのサブキャリア間隔に対して1ms、30kHzのサブキャリア間隔に対して0.5ms、60kHzのサブキャリア間隔に対して0.25ms、120kHzのサブキャリア間隔に対して0.125ms、240kHzのサブキャリア間隔に対して0.0625ms、である。1つのスロットは、ノーマルCPの場合14個、拡張CPの場合12個のシンボルで構成される。表1は、サブキャリア間隔設定を示す表である。
本実施形態において、それぞれのヌメロロジーおよびキャリアにおいて、送信される物理信号または物理チャネルは、リソースグリッドによって表現される。図19は、リソースグリッドの一例を示す説明図である。リソースグリッドは、複数のリソースエレメントによって定義される。所定のアンテナポートにおける1つのリソースエレメントは、1つのサブキャリアおよび1つのシンボルで表現される。所定のアンテナポートにおけるリソースエレメントのインデックスは、サブキャリアインデックスとシンボルインデックスの組み合わせで表すことができる。
TDDセル(非ペアスペクトル(Unpaired spectrum))において、スロット内の14個のシンボルのそれぞれは、下りリンク(Downlink:DL、D)、上りリンク(Uplink:UL、U)、またはフレキシブル(Flexible、F)の状態に分類することができる。下りリンクシンボルでは、端末装置は受信に利用しうる。上りリンクシンボルでは、端末装置は送信に利用しうる。フレキシブルシンボルでは、端末装置は送信または受信に利用しうる。また、フレキシブルシンボルは、下りリンクと上りリンクのスイッチング区間(Switching Period)やガード区間(Guard Period)として活用されても良い。
これまでのセンシングでは、送信に必要なリソースブロックと同じ単位のリソースがセンシングされていた。具体的に、上述したように、1サブフレーム×Lサブチャネル単位、つまり1サブフレーム×M PRB単位でセンシングが行われていた(Lは送信に必要なサブチャネルの数、M=L×sizeSubchannel、sizeSubchannelは1つのサブチャネルに含まれるPRBの数)
26のように、NRのサイドリンクにおいて送信に対して一部のシンボルしか使われていないと、1サブフレーム単位の測定結果として考えた場合、端末装置は、電力レベルは閾値より低いと判断する可能性があり、リソース選択に影響する。
次に、LTE V2XとNR V2Xが共存する場合の対策について説明する。LTEだけをサポートする端末装置(LTE UE)と、LTEだけでなくNRをサポートする端末装置(NR UE)とが共存する場合に、LTE V2X通信を行うLTE UEは、NR V2Xのコントロールシグナル(SA)をデコードすることが出来ない。従って、場合によっては、LTE UEはNR UEが予約したリソースを選ぶ可能性がある。
<9.1.基地局に関する応用例>
(第1の応用例)
図35は、本開示に係る技術が適用され得るeNBの概略的な構成の第1の例を示すブロック図である。eNB800は、1つ以上のアンテナ810、及び基地局装置820を有する。各アンテナ810及び基地局装置820は、RFケーブルを介して互いに接続され得る。
図36は、本開示に係る技術が適用され得るeNBの概略的な構成の第2の例を示すブロック図である。eNB830は、1つ以上のアンテナ840、基地局装置850、及びRRH860を有する。各アンテナ840及びRRH860は、RFケーブルを介して互いに接続され得る。また、基地局装置850及びRRH860は、光ファイバケーブルなどの高速回線で互いに接続され得る。
(第1の応用例)
図37は、本開示に係る技術が適用され得るスマートフォン900の概略的な構成の一例を示すブロック図である。スマートフォン900は、プロセッサ901、メモリ902、ストレージ903、外部接続インタフェース904、カメラ906、センサ907、マイクロフォン908、入力デバイス909、表示デバイス910、スピーカ911、無線通信インタフェース912、1つ以上のアンテナスイッチ915、1つ以上のアンテナ916、バス917、バッテリー918及び補助コントローラ919を備える。
図38は、本開示に係る技術が適用され得るカーナビゲーション装置920の概略的な構成の一例を示すブロック図である。カーナビゲーション装置920は、プロセッサ921、メモリ922、GPS(Global Positioning System)モジュール924、センサ925、データインタフェース926、コンテンツプレーヤ927、記憶媒体インタフェース928、入力デバイス929、表示デバイス930、スピーカ931、無線通信インタフェース933、1つ以上のアンテナスイッチ936、1つ以上のアンテナ937及びバッテリー938を備える。
以上説明したように本開示の実施の形態によれば、NR V2X通信において効率的にリソースのセンシングを行うことが可能な端末装置、及びその端末装置と無線通信を行う基地局装置が提供される。
(1)
無線通信を行う通信部と、
他の装置との間で装置間通信を行う通信方式において利用されるリソースをセンシングする動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記リソースを時間軸上の所定の最小単位でセンシングするよう制御する、通信装置。
(2)
前記制御部は、前記リソースをシンボル単位でセンシングするよう制御する、前記(1)に記載の通信装置。
(3)
前記制御部は、前記通信部が受信したスロットフォーマットに基づいて前記リソースをシンボル単位でセンシングするよう制御する、前記(2)に記載の通信装置。
(4)
前記スロットフォーマットは、基地局から通知される、前記(3)に記載の通信装置。
(5)
前記スロットフォーマットは、周期的に基地局から通知される、前記(4)に記載の通信装置。
(6)
前記スロットフォーマットは、セルに接続した時点で基地局から通知される、前記(4)に記載の通信装置。
(7)
前記スロットフォーマットは、基地局への要求に応じて該基地局から通知される、前記(4)に記載の通信装置。
(8)
前記スロットフォーマットは、前記他の装置との間で共有される、前記(4)に記載の通信装置。
(9)
前記制御部は、さらに、前記リソースを、送信できる周波数軸上の所定の最小単位でセンシングするよう制御する、前記(1)〜(8)のいずれかに記載の通信装置。
(10)
前記制御部は、前記最小単位の情報に基づいてセンシングするよう制御する、前記(9)に記載の通信装置。
(11)
前記最小単位の情報は、基地局から通知される、前記(10)に記載の通信装置。
(12)
前記最小単位の情報は、周期的に基地局から通知される、前記(11)に記載の通信装置。
(13)
前記最小単位の情報は、セルに接続した時点で基地局から通知される、前記(11)に記載の通信装置。
(14)
前記最小単位の情報は、基地局への要求に応じて該基地局から通知される、前記(11)に記載の通信装置。
(15)
前記最小単位の情報は、前記他の装置との間で共有される、前記(11)に記載の通信装置。
(16)
異なるヌメロロジーの前記リソースが直交に設定される、前記(1)〜(15)のいずれかに記載の通信装置。
(17)
前記制御部は、予約した前記リソースについての情報を前記通信部から通知させる、前記(1)〜(16)のいずれかに記載の通信装置。
(18)
前記制御部は、予約した前記リソースについての情報を前記通信部からブロードキャストさせる、前記(17)に記載の通信装置。
(19)
前記制御部は、予約した前記リソースについての情報を、通信相手の基地局へ通知させる、前記(17)に記載の通信装置。
(20)
移動体に備えられる装置である、前記(1)〜(19)のいずれかに記載の通信装置。
(21)
前記移動体は、車両である、前記(20)に記載の通信装置。
(22)
端末装置との間で無線通信を行う通信部と、
前記端末装置が他の装置との間で装置間通信を行う通信方式において利用されるリソースをセンシングする動作を制御するための情報を前記通信部から通知させる制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記端末装置に、前記リソースを時間軸上の所定の最小単位でセンシングするよう制御するための情報を前記通信部から通知させる、制御装置。
(23)
前記(1)〜(21)のいずれかに記載の通信装置を少なくとも2つ備える、通信システム。
100 基地局
110 アンテナ部
120 無線通信部
130 ネットワーク通信部
140 記憶部
150 制御部
151 通信制御部
153 情報取得部
155 通知部
200 端末装置
210 アンテナ部
220 無線通信部
230 記憶部
240 制御部
241 通信制御部
243 情報取得部
247 通知部
Claims (23)
- 無線通信を行う通信部と、
他の装置との間で装置間通信を行う通信方式において利用されるリソースをセンシングする動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記リソースを時間軸上の所定の最小単位でセンシングするよう制御する、通信装置。 - 前記制御部は、前記リソースをシンボル単位でセンシングするよう制御する、請求項1に記載の通信装置。
- 前記制御部は、前記通信部が受信したスロットフォーマットに基づいて前記リソースをシンボル単位でセンシングするよう制御する、請求項2に記載の通信装置。
- 前記スロットフォーマットは、基地局から通知される、請求項3に記載の通信装置。
- 前記スロットフォーマットは、周期的に基地局から通知される、請求項4に記載の通信装置。
- 前記スロットフォーマットは、セルに接続した時点で基地局から通知される、請求項4に記載の通信装置。
- 前記スロットフォーマットは、基地局への要求に応じて該基地局から通知される、請求項4に記載の通信装置。
- 前記スロットフォーマットは、前記他の装置との間で共有される、請求項4に記載の通信装置。
- 前記制御部は、さらに、前記リソースを、送信できる周波数軸上の所定の最小単位でセンシングするよう制御する、請求項1に記載の通信装置。
- 前記制御部は、前記最小単位の情報に基づいてセンシングするよう制御する、請求項9に記載の通信装置。
- 前記最小単位の情報は、基地局から通知される、請求項10に記載の通信装置。
- 前記最小単位の情報は、周期的に基地局から通知される、請求項11に記載の通信装置。
- 前記最小単位の情報は、セルに接続した時点で基地局から通知される、請求項11に記載の通信装置。
- 前記最小単位の情報は、基地局への要求に応じて該基地局から通知される、請求項11に記載の通信装置。
- 前記最小単位の情報は、前記他の装置との間で共有される、請求項11に記載の通信装置。
- 異なるヌメロロジーの前記リソースが直交に設定される、請求項1に記載の通信装置。
- 前記制御部は、予約した前記リソースについての情報を前記通信部から通知させる、請求項1に記載の通信装置。
- 前記制御部は、予約した前記リソースについての情報を前記通信部からブロードキャストさせる、請求項17に記載の通信装置。
- 前記制御部は、予約した前記リソースについての情報を、通信相手の基地局へ通知させる、請求項17に記載の通信装置。
- 移動体に備えられる装置である、請求項1に記載の通信装置。
- 前記移動体は、車両である、請求項20に記載の通信装置。
- 端末装置との間で無線通信を行う通信部と、
前記端末装置が他の装置との間で装置間通信を行う通信方式において利用されるリソースをセンシングする動作を制御するための情報を前記通信部から通知させる制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記端末装置に、前記リソースを時間軸上の所定の最小単位でセンシングするよう制御するための情報を前記通信部から通知させる、制御装置。 - 請求項1に記載の通信装置を少なくとも2つ備える、通信システム。
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